• 자연과학/공학 > 교양과학/기술 일반 > 과학에세이

• [시리즈] 과학과 사회 (Science & Society) 시리즈 [23]

출판사 리뷰

출판사 서평 ‘사이보그 시대’, 기계와 한 몸이 되어 사는 인간 인체를 대체하고 감각에 개입하는 보철기구와의 공생은 이제 뇌의 영역까지 진전되었다. 첨단과학기술은 무엇을 가능케 하며, 이에 따르는 윤리적? 문제는 어떻게 해결할 수 있는가? 기획의도 생체와 인공체의 단순한 결합이 아니다, 인간 육체와 기계의 ‘공생관계’가 시작되다! 보철기구의 역사는 문명의 역사만큼이나 오래되었다. 기원전 1000년 이전에 성립된 인도의 가장 오래된 문헌 《리그베다》에 이미 철제 의족을 차고 전투에 나선 비슈플라 여왕 이야기가 등장한다. 질병이나 사고... ‘사이보그 시대’, 기계와 한 몸이 되어 사는 인간 인체를 대체하고 감각에 개입하는 보철기구와의 공생은 이제 뇌의 영역까지 진전되었다. 첨단과학기술은 무엇을 가능케 하며, 이에 따르는 윤리적 문제는 어떻게 해결할 수 있는가? 기획의도 생체와 인공체의 단순한 결합이 아니다, 인간 육체와 기계의 ‘공생관계’가 시작되다! 보철기구의 역사는 문명의 역사만큼이나 오래되었다. 기원전 1000년 이전에 성립된 인도의 가장 오래된 문헌 《리그베다》에 이미 철제 의족을 차고 전투에 나선 비슈플라 여왕 이야기가 등장한다. 질병이나 사고로 생긴 장애를 보조하고 인간 능력을 향상시키려는 연구는 부단한 발전을 계속해왔다. “아무리 단순한 기술이라도 인공 산물이 인체와 결합되었다면 그것은 이미 사이보그”라는 도나 해러웨이의 견해를 따른다면, 보청기나 콘텍트렌즈, 치아 임플란트가 보편화된 현대사회에서 인간은 대부분 사이보그인 셈이다. 이처럼 인공체를 보조적으로 활용하는 사이보그 인간에서 더 나아가, 《미래를 원한다: 공생적 인간, 2000년대의 인간형》의 저자 조엘 드 로스네는 인간과 기계, 생물학적인 것과 기계적인 것 그리고 전자기적인 것이 ‘공생’하는 새로운 세계 개념을 제안했다. 드 로스네가 전망하는 미래에는 범세계적 규모의 거대한 인공지능 유기체가 바로 세계 자체다. 생물학적이고 역학적이면서 전자학적인 이 유기체의 순환·신경계가 되는 사회체계와 교통망, 통신망 등 인프라를 미래의 인류가 만들고, 유기체의 일부가 되어 공생한다는 것이다. 전자기계로 촘촘하게 구성된 세계에서 살아갈 “공생적 인간”의 토대는 인간과 기계 사이의 직접적인 의사소통이다. 이 책 《인간과 기계의 공생, 어디까지 왔다?》의 저자 장 델베크는 신경정신의학 전문의로서 뇌와 신경에 직접 연결·이식하는 전극을 개발하는 프로젝트에 참여하며 인체와 기계의 공생, 인간과 기계의 의사소통을 연구하고 있다. 첨단과학기술의 원리를 쉽게 설명하고, 현재 가능한 기술의 발달 수준을 소개한 다음, 이에 따르는 윤리적 문제를 간과하지 않고 날카롭게 제기한다. 강화형 인간의 미래는 유토피아인가, 디스토피아인가 시각 보철기구에 사용되는 카메라는 적외선 빛을 볼 수 있고, 인공달팽이관의 마이크로폰은 초음파를 쉽게 감지해낸다. 팔다리를 대신하는 로봇 의수족에는 체력의 한계가 없으며 근육의 피로를 회복할 시간도 필요치 않다. 이를 보며 정상적인 인간의 능력을 강화해줄 인공적인 방법을 떠올리는 것은 당연할 것이다. 처음에는 치료와 보조 목적으로 개발된 기술이지만, 마치 운동선수들의 도핑과 같이 건강한 사람이 자신의 능력을 강화할 목적으로 이를 사용할 수도 있다. 일부 사람들은 뇌에 전자칩을 이식해 고도의 지능이나 특별한 기억력, 비범한 지각력을 갖추려는 꿈을 이미 꾸기 시작했다. 그러나 인체와 기계의 공생을 마냥 낙관할 수만은 없다. 장애가 없는 사람이 능력을 강화하기 위해 기계를 이식하는 것은 정당할까? 반대로 생각하면, 외부 기계를 제어하기 위해 몸에 삽입한 전자 칩이 거꾸로 감시와 추적의 도구로 사용되지는 않을까? 기술발전은 평등과 자유의 문제, 정보윤리적 문제뿐 아니라 우생학적 문제까지 불러올 수 있다. 이처럼 민감한 과학적, 기술적 발전 앞에서는 절대로 신중을 기해야만 한다. 사람을 ‘치료’하는 것과 사람을 ‘개조’하고 ‘강화’하는 것 사이에는 윤리적인 비약이 존재하기 때문이다. 그 어느 때보다도 더 우리 지식의 한계를 고려하며 조심스럽게 기술 적용을 확장해가야 한다. ‘사람을 더욱 사람답게’ 하는 기술을 위하여 저자 장 델베크는 사실적인 동시에 냉철한 시선으로 정확한 자료에 근거해 인체와 기계가 공생하는 새로운 시대를 전망하면서, 윤리에 대한 진지한 논의를 제기한다. 인체를 보조해 장애와 불편을 극복하고 더 나은 능력을 발휘하게 해주는 과학기술의 현주소와, 이를 다루는 사회의 윤리적 책임을 이 책을 통해 생각해볼 수 있을 것이다.

공생적 인간
기계와 인간의 뇌 사이의 대화는 아직도 마우스와 키보드, 그리고 그다지 효과적이지 못한 기타 중개장치들을 통해 이루어지고 있다. 조엘 드 로스네가 “공생적 인간”이라는 말로 표현한 고도로 복잡한 유기체는 바로 그러한 토대 위에서 탄생한다. 이처럼 인간과 기계 사이의 직접적인 의사소통에 대한 욕구는 점점 더 절실해지고 있다. _11쪽

인공적인 시스템을 가설상의 ‘의식적 의지의 중심’에 연결시킬 수 있을까? 윤리적인 고찰까지 가지 않는다 하더라도, 그 질문은 그 자체로 부정적인 답을 부른다. 외부장치를 뇌에 연결할 수 있는 하나의 중심 같은 것이 뇌 안에 따로 존재하는 것이 아니기 때문이다. 게다가 뇌는 생명이 시작되고 처음 몇 년 동안 자신의 회로를 다듬음으로써, 그 시기에 사용되지 않은 모든 것은 제거해버린다. 가설상의 자유로운 통신 포트가 있다 하더라도 성장 시기 동안 살아남지 못할 거라는 얘기다. 바로 그러한 이유 때문에 현재 실현되고 있는 방법들은 질병이나 사고에 의해 손상된 특정 신경경로를 대신하기 위한 보철기구와 특히 관련되어 있다. _12쪽

사이버네틱스 기계
사이버네틱스 기계는 종종 상당한 복잡성을 띤다. 자동기계장치들은 이제 단순한 수준을 벗어나, ‘지능적인 행동’이라는 말이 나올 정도로 점점 더 정교한 상호작용을 할 수 있는 로봇이 되기에 이르렀다. 오랫동안 인간의 사고 능력의 전유물로만 여겨졌던 논리적인 추론과 작업을 이제는 마이크로회로, 마이크로프로세서, 전자 메모리, 마이크로컴퓨터가 해내고 있는 것이다.
단순화된 관점에서 보자면, 인간이나 동물의 신경계도 하나의 사이버네틱스 기계로 볼 수 있다. 이때 감각기관은 정보수집장치에, 뇌는 자동판단장치에, 근육은 실행장치에 각각 대응된다. _14쪽

도구에서 인공두뇌 이식까지
때때로 인간은 기계에게 자신의 지능을 빌려주고 그 자신이 사이버네틱스 회로의 조절장치가 되기 위해 기계 안으로 들어가기도 한다. _15쪽

모니터, 키보드, 마우스 그리고 최상의 경우에는 음성합성기까지, 컴퓨터의 도구들은 우리가 컴퓨터라는 그 새로운 동료와 의사소통을 할 수 있게 해준다. 하지만 유감스럽게도 스티븐 호킹을 통해 확인했듯이 그러한 방법들은 제한적이며, 기계가 우리 뜻에 따르도록 만드는 문제에 있어서는 도움이 된다기보다는 오히려 방해가 되는 경우도 종종 있다. _16쪽

인간은 힘을 추구하면서 기계의 가능성을 자신의 것으로 만들기를 꿈꾼다. 따라서 인간과 기계 사이의 연결을 발전시키려는 계획은 의식적인 자아가 인체에 통합된 시스템을 직접 통제하는 것으로 표현되는 극단적인 형태를 띠게 될지도모른다. 인간은 기계와 하나가 되기를 꿈꾸고 있다. _17쪽

황소만큼 커지고 싶었던 개구리
“언젠가는 내가 널 따라잡을 거야.”
칩이 말했다. 칩은 자신이 빠르게, 그리고 무한히 발전할 수 있을 거라고 확신하고 있었다. 하지만 다른 도전자들을 이미 경험해본 뇌는 물질은 생명을 가진 무언가를 결코 이기지 못할 거라고 생각했다. 뇌 자신도 물질로 이루어진 것이기는 하지만 말이다. 전자 칩은 능력이라는 기준으로만 세상을 이해할 수 있을 뿐이다. 자연이 지혜에 도달할 시간을 가지기 위해 어떤 비밀의 정원을 보존하고 있다는 것은 다행스러운 일이었다. 뇌는 칩과 그 쓸데없는 논쟁을 시작했던 것을 후회했다. _21∼22쪽

전기기계장치로서의 뇌
과학은 뇌의 차원에서 수의적 행동voluntary action에 따른 결과나 의식적 지각과 무의식적 지각 사이의 차이를 연구하기 시작했다. 신경계의 복잡한 성질에 직면해 있는 과학자들은 인간의 뇌가 자기 자신이 작동되는 원리를 알아내는 날이 언젠가는 오지 않을까 생각하고 있다. 실제로 이미 몇몇 인공적인 사이버네틱스 시스템은 수학적 모델에 근거한 시뮬레이션만으로도 연구가 가능하다. _27쪽

뇌에서 손가락 끝까지
뇌가 가지고 있는 ‘전기적인’ 특성 때문에 우리는 뇌를 전자기계에 연결짓는다. 하지만 아쉽게도 스티븐 호킹의 뇌와 컴퓨터를 긴급히 연결시킬 때 사용하면 좋을 ‘입출력 단자’는 공상과학의 영역으로 남아 있다. 언젠가는 뇌에 이식된 인공적인 시스템이 인간의 지능에 직접적으로 도움을 줄 수 있을 거라고 생각하게 할 만한 근거는 전혀 없다. 실제로 감각기관과 팔다리에 연결된 외부 시스템을 이용하는 경로만이 뇌를 향한 의사소통을 가능하게 해주고 있다. 더욱더 직접적이고 중앙 집중적인 연결을 시도한다 하더라도, 그러한 연결은 신경계라는 그 불가분의 체계에서 제한된 하나의 기능적 측면에만 접근할 수 있을 뿐이다. _30쪽

움직이는 모래 위에 집 짓기
뇌는 우리가 생각하는 것보다 훨씬 더 유연한 것이 분명하다. 신경계가 자신의 결점을 스스로 보완하기를 기대할 수 있다는 점에서, 뇌의 그러한 특성은 인공적인 보철기구를 사용하는 데에도 도움이 된다. 실제로, 재활 훈련 후에 보철기구가 대뇌피질의 차원에서 제 역할을 해주기를 기대할 때는 신경 영역의 도움을얻는 것을 염두에 둔다. 그렇게 해야 보철기구가 자연스럽고 본능적으로 작동될 수 있는 것이다. _34∼35쪽

피부 아래의 전극
미세 전극을 뇌 표면에서 약 1밀리미터 안쪽으로 삽입하면 수많은 세포와 접촉할 수 있다. 그런데 유감스럽게도 그러한 전극은 신경의 손상 또한 유발할 수 있으며, 장기간 안정적인 기능을 보여주지도 않는다. 그에 대한 해결책이 실험실에서 연구되고 있는데, 몇몇 호르몬의 도움을 받아 뉴런을 시험관 내에서 전극과 접촉한 상태로 배양하는 데에 성공한 단계다. _37∼38쪽

선구적 이식에서부터 뇌 자극에 이르기까지
미주신경 자극기의 성공에 힘입어 사람들은 질병을 치료하기 위해 전극을 뇌 깊숙이 이식해서 활용하기에 이르렀는데, 파킨슨병과 기타 유사한 운동신경장애, 심각한 통증증후군, 간질의 일부 형태, 그리고 몇몇 정신의학적 질환까지 그 대상이 되고 있다. 이 경우 결함이 있는 대뇌 중추의 활동을 전기 자극이 보완해줄 것으로 기대해볼 수 있을 것이다. 하지만 일부 학자들은 그 반대로, 사용되는 자극이 뇌의 해당 영역의 활동을 오히려 억제하는 효과를 가지고 있다고 생각한다. _42∼43쪽

인공감각기관
인공감각기관 분야에서 임상적인 성공을 최초로 거둔 것은 1970년대 말부터 발전된 인공달팽이관이다. 현재 인공달팽이관은 하나의 치료법으로 분명하게 자리를 잡았다. 오늘날 인공달팽이관의 혜택을 누리고 있는 사람은 4만 명에 이르며, 매년 7 , 000건의 이식이 새로 이루어진다. 인공달팽이관이 정상적인 청력을 회복시켜주지는 않는다 하더라도, 현재의 시스템은 일부 청각장애인들이 말을 알아듣는 능력을 되찾을 수 있게 도와주고 있다. _44쪽

안내 섬광 같은 인공적인 지각의 총체를 하나의 이미지로 느끼는 일이 가능할까? 마찬가지로, 인공달팽이관의 경우에 청신경의 자극으로 인해 야기되는 소음에 대한 지각이 ‘자연스러운’ 소리로 받아들여질 수 있을까? 현재의 보철기구들은 눈이나 귀가 하는 일과 동일한 작업을 실현하는 것과는 거리가 멀다. 복구될 수 있는 정보의 양은 정상적인 감각기관이 제공하는 것에 비해 몹시 빈약하다. 뇌의 가소성이 자신에게 주어진 부족한 신호를 보완해주기를 어느 정도까지 기대할 수 있을까? _47쪽

원격조종 쥐와 로봇의 뇌
존 채핀의 연구팀은 쥐의 뇌세포에 전극을 심음으로써, 정상적으로는 감각모(예민하고 긴 수염)에 의해 야기되는 지각을 가상으로 유도하는 실험을 했다. 그 결과, 활성화되는 세포에 따라 쥐가 움직이도록 만드는 데에 성공한다. 로봇보다 훨씬 더 다루기 쉬운 ‘원격조종’ 쥐를 마침내 만들어낸 것이다! _48쪽

의지대로 조종하기
원숭이를 대상으로 같은 실험이 이루어졌는데, 대신 이번에는 보조 로봇 팔이 조이스틱을 움직이는 원숭이의 팔 동작을 따라 하도록 만들었다. 실험 결과, 일부 원숭이들이 자신의 팔을 전혀 움직이지 않고 뇌의 활동을 통해 로봇 팔을 바로 움직여냈다. 한 가지 더 놀라운 사실은 인터넷을 이용하면 수 킬로미터 떨어진 곳에 위치한 로봇 팔도 움직일 수 있다는 것이다. 존 도나휴John Donoghue와 그 연구팀은 원숭이의 뇌가 그러한 보철기구의 조종에 적응할 수 있도록 스스로를 변화시킨다는 것을 최근에 밝혀냈다. _53쪽

‘강화형’ 인간
인공조직 이식의 또다른 측면은 경우에 따라서는 인간 자체를 바꾸어놓는 것과 관계가 있다. 우리는 뇌에 연결된 보철기구를 단순히 ‘외적인’ 도구로 생각해왔다. 하지만 모든 도구는 그 사용자를 변화시키는 법이다. … 원래부터 인간에게는 도구에 적응하기 위해 훈련의 힘으로 자신을 바꿀 수 있는 능력이 주어져 있다. 게다가 그러한 뇌의 가소성은 인공 보철기구가 원활하게 작동되기 위해서는 반드시 필요한 것이기도 하다. _57쪽

인간이 승리하려면
들리지 않거나 보이지 않는 사람을 치료한다는 것은 그의 문화, 그가 살아온 고유한 세계에서 그 사람을 끌어낸다는 것을 의미하기도 한다. 따라서 보철기구를 통한 치료가 사람에게 미치는 영향은 기술의 위험과 장단점을 단순히 결산하는 것으로는 따질 수가 없다. _61쪽

몸을 움직이지 못하거나 청각이나 시각을 잃어버린 사람들에게 그 능력을 찾아주기 위한 연구는 지금도 계속 이루어지고 있다. 현재까지 거둔 성과로 볼 때, 인간이 언젠가는 해낼 것으로 보인다. 하지만 아직 남은 작업들이 어리석은 승리감에 가려지지 않으려면 겸손한 자세를 갖는 것이 여전히 필요하다. 게다가 아무리 좋은 의도로 진행되는 계획이라 하더라도 마비 환자, 청각장애인, 시각장애인들이 참여하지 않는다면 실현될 수 없을 것이다. _61쪽

목차
공생적 인간
사이버네틱스 기계
도구에서 인공두뇌 이식까지
황소만큼 커지고 싶었던 개구리
전기기계장치로서의 뇌
뇌에서 손가락 끝까지
움직이는 모래 위에 집 짓기
피부 아래의 전극
선구적 이식에?서부터 뇌 자극에 이르기까지
인공감각기관
원격조종 쥐와 로봇의 뇌
의지대로 조종하기
'강화형'인간
인간이 승리하려면
용어사전
참고문헌
인터넷사이트 목록